Hier findest du einige Aufgaben mit Lösung, die sich auf das Rechnen mit chemischen Einheiten beziehen. Insbesondere auf den Umgang mit der Einheit Mol (molare Masse) wird hier näher eingegangen. Grundlagen dazu findest du hier in dem Artikel „findest du hier„.
1. Aufgabe mit Lösung
Aus der Angabe erhalten wir die Informationen um welches Molekül es sich handelt und welche Masse von diesem Stoff vorliegt. Aus dem Periodensystem der Elemente können wir die molare Masse (M) von Kochsalz entnehmen. Dazu müssen wir einfach die von Chlor und Natrium addieren.
Dabei ergibt sich: 35,45 g/mol + 22,99 g/mol = 58,44 g/mol
Da man nun die Molare Masse M sowie die Masse m der Stoffprobe kennt, kann man nun die Stoffmenge (n) berechnen. Dazu verwendet man die Formel
Eingesetzt erhalten wir:
3 Gramm Kochsalz entsprechen also einer Stoffmenge von ca. 0,05 mol.
2. Aufgabe mit Lösung
Bereits aus der Angabe kann man erkennen, dass die empirische Formel von Vitamin C die Form CxHyOz haben muss. Um nun auf die Koeffizienten von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff zu kommen, nehmen wir an, dass unsere Stoffprobe 1kg Vitamin C enthält. Mit den gegebenen Massenanteilen wissen wir also, dass in 1kg Vitamin C nun 409,2g C, 45,8g H und 545,0g O enthalten sind. Addiert ergeben diese Zahlen logischer Weise den Wert 1000g, da im Vitamin C ja lediglich C, H und O enthalten sind. Nun müssen wir die Stoffmenge (n) der einzelnen Bestandteile berechnen. Hierzu nutzen wir die Formel:
Beginnen wir mit der Berechnung der Stoffmenge von Kohlenstoff. Als Masse m nehmen wir dazu 409,2g an, da wir von einer 1000g Probe ausgehen. Den Wert der molaren Masse M entnehmen wir dem Periodensystem der Elemente (12,0). Eingesetzt ergibt sich:
Analog dazu kann man auch die Stoffmengen von Wasserstoff und Sauerstoff berechnen. Dabei erhält man:
Wobei der Wert für die Stoffmenge von Sauerstoff auf die erste Nachkommastelle gerundet wurde. Um nun auf die empirische Formel von Vitamin C zu kommen, müssen wir noch das kleinste ganzzahlige Vielfache dieser Verhältnisse berechnen. Dazu teilen wir alle berechneten Werte durch den kleinsten Wert, den wir für die Stoffmenge von Kohlenstoff, bzw. Sauerstoff gemessen haben (34,1).
Nun wissen wir, dass Sauerstoff 1,34-mal so oft wie Kohlenstoff oder Sauerstoff in die Formel miteingeht. Da nicht mit den exakten molaren Massen gerechnet und das Ergebnis gerundet wurde, können wir dieses 1,34 als 1,33 deuten. Multiplizieren wir nun jeden der ermittelten Werte mit dem Faktor 3 so erhalten wir:
C:H:O = 3:4:3.
Somit haben wir nun die gesuchte empirische Formel gefunden:
X = 3
Y = 4
Z = 3
Die Formel lautet also: C3H4O3.